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Title: Estratégias de tratamentos e aplicações para a água produzida utilizando um efluente sintético
Other Titles: Treatment and application strategies for produced water using a synthetic effluent
Authors: Magalhães, Emilianny Rafaely Batista
Keywords: Água produzida;Biossurfactante;Flotação por ar dissolvido;Moringa oleífera;lodo ativado;Germinação
Issue Date: 3-Aug-2018
Citation: MAGALHÃES, Emilianny Rafaely Batista. Estratégias de tratamentos e aplicações para a água produzida utilizando um efluente sintético. 2018. 129f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A água produzida é um dos principais subprodutos da indústria do petróleo e se caracteriza como um efluente de composição complexa, formada por vários compostos orgânicos e inorgânicos. Chega a representar cerca de 70% do total das águas residuais geradas durante o tempo de vida do poço, do qual também dependem suas características e quantidades produzidas. Atualmente, no Brasil, milhões de metros cúbicos de efluentes hídricos são descartados no meio ambiente, assim como uma quantidade considerável de óleos e graxas. A presente tese objetivou investigar, através de um efluente sintetizado, potenciais aplicabilidades para a água produzida bruta e tratada e, assim, possibilitar o gerenciamento e reuso desse efluente. A água produzida sintética foi utilizada como fonte suplementar de carbono ao utilizar os resíduos de coco, caju, carnaúba e cana de açúcar, além de sementes de moringa, para sintetizar ramnolipídeos a partir da Pseudomonas aeruginosa na condição de 200 rpm, 38 °C e 72 h. A água produzida foi submetida a um tratamento físico-químico, cujo processo combinado foi formado por uma etapa de floculação (226 rpm e 3 minutos na etapa de mistura rápida e 90 rpm e 4 minutos na de mistura lenta) seguida da flotação por ar dissolvido - FAD (com injeção de 10% v/v de água saturada com ar a 6 bar e com tempo de flotação de 28 minutos), utilizando uma concentração de 64 mg/L de floculante natural. Um tratamento biológico também foi utilizado para avaliar a eficiência de remoção do teor de óleos e graxas da água produzida, operando a 6 h em sistema contínuo e aeróbico, com um tempo de retenção hidráulica de 2,27 dias. Os resultados obtidos demonstraram que a água produzida sem tratamento prévio se apresentou como uma fonte em potencial para suplementação da fonte de carbono de resíduos agroindustriais na produção de biossurfactante, promovendo um efeito positivo da estabilidade da emulsão ao se utilizar as cascas de coco verde como substrato e mantendo estável, sob temperaturas elevadas, a emulsão formada pelo caldo produzido por resíduos de caju. O tratamento fisicoquimico através da floculação/FAD demonstrou que os extratos das sementes de Moringa oleífera com e sem óleo, são floculantes naturais efetivos no seu tratamento, reduzindo o teor de óleos e graxas (TOG) em cerca de 82%, tendo a extração do óleo não afetado o efeito coagulante das sementes. O tratamento biológico através do lodo ativado se apresentou altamente eficiente na remoção do TOG da água produzida, com eficiências, em sua maioria, superiores a 90% e conseguindo atingir adequação às exigências ambientais quanto a esse parâmetro. Por conta do desempenho do processo de lodo ativado foi possível concluir que o efluente tratado por esse processo apresenta capacidade promissora em ser reutilizado na germinação e irrigação de culturas agrícolas de uso não alimentício. Tais resultados se apresentaram como promissores para o reuso da água produzida como recurso hídrico em demandas de maior valor agregado, minimizando o impacto desse efluente ao meio ambiente.
Abstract: The produced water is one of the main effluents of the petroleum industry and is characterized as an effluent of complex composition, formed by various organic and inorganic compounds. It accounts for about 70% of total wastewater generated during the life of the well and their characteristics and quantities produced are also dependent on their location and age of this one. Currently, in Brazil, millions of m³ of water effluents are disposed of in the environment, as well as a considerable amount of oils and greases. The present thesis aimed to investigate, through a synthesized effluent, potential applicabilities for untreated and treated produced water and, thus, enable the management and reuse of this effluent. Synthetic produced water was used as an additional carbon source when using coconut, cashew, carnauba and sugarcane residues, as well as moringa seeds, to synthesize rhamnolipids from Pseudomonas aeruginosa at 200 rpm, 38 ° C and 72 h. The produced water was submitted to a physicalchemical treatment, whose combined process was formed by a flocculation step, with 226 rpm and 3 minutes in the fast mixing stage and 90 rpm and 4 minutes in the slow mixing stage, followed by dissolved air flotation (DAF), carried out under the injection of 10% v/v of water saturated with air at 6 bar and with a flotation time of 28 minute, using a concentration of 64 mg/L of natural flocculant. A biological treatment was also used to evaluate the removal efficiency of the oil and grease content of the produced water, operating at 6 h in a continuous and aerobic system, with a hydraulic retention time of 2.27 days. The results showed that produced water without previous treatment was presented with a potential use for supplementation of carbon source to agroindustrial residues in the production of biosurfactant. promoting a positive emulsion stability effect when using the green coconut shells as the substrate and maintaining stable, under elevated temperatures, the emulsion formed by the broth produced by cashew residues. When undergoing a physical-chemical treatment through flocculation/DAF, demonstrated that extracts of Moringa oleifera seeds with and without oil are effective natural flocculants in their treatment, reducing the content of oils and greases (TOG) in about 82%, with the oil extraction unaffecting the coagulant effect of the seeds. The biological treatment through activated sludge was highly efficient in the removal of TOG from produced water, with efficiencies, in most cases, greater than 90% and achieving compliance with the environmental requirements for this parameter. Through the results obtained it was possible to conclude that the effluent treated by this biological process presents a promising ability to be reused in the germination and irrigation of non-food crops. These results demonstrated to be promising for the reuse of produced water as resources for higher value demands production, minimizing the impact of this effluent on the environment.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26211
Appears in Collections:PPGEQ - Doutorado em Engenharia Química

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